第一章:歷史上的數學危機
1.1 什么是數學危機
為了講清楚第三次數學危機的來龍去脈,我們首先要說明什么是數學危機。一般來講,危機是一種激化的、非解決不可的矛盾。從哲學上來看,矛盾是無處不在的、不可避免的,即便以確定無疑著稱的數學也不例外。
數學中有大大小小的許多矛盾,比如正與負、加法與減法、微分與積分、有理數與無理數、實數與虛數等等。但是整個數學發展過程中還有許多深刻的矛盾,例如有窮與無窮,連續與離散,乃至存在與構造,邏輯與直觀,具體對象與抽象對象,概念與計算等等。
在整個數學發展的歷史上,貫穿著矛盾的斗爭與解決。而在矛盾激化到涉及整個數學的基礎時,就產生數學危機。
矛盾的消除,危機的解決,往往給數學帶來新的內容,新的進展,甚至引起革命性的變革,這也反映出矛盾斗爭是事物發展的歷史動力這一基本原理。整個數學的發展史就是矛盾斗爭的歷史,斗爭的結果就是數學領域的發展。
人類最早認識的是自然數。從引進零及負數就經歷過斗爭:要么引進這些數,要么大量的數的減法就行不通;同樣,引進分數使乘法有了逆運算——除法,否則許多實際問題也不能解決。但是接著又出現了這樣的問題,是否所有的量都能用有理數來表示?于是發現無理數就導致了第一次數學危機,而危機的解決也就促使邏輯的發展和幾何學的體系化。
方程的解導致了虛數的出現,虛數從一開始就被認為是“不實的”。可是這種不實的數卻能解決實數所不能解決的問題,從而為自己爭得存在的權利。
幾何學的發展從歐幾里得幾何的一統天下發展到各種非歐幾何學也是如此。
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